摘要
近二十年来，与膳食相关的脂代谢异常及肥胖为特征的代谢综合征人群增速迅猛，成为威胁我国居民健康的主要因素。因此，研究有效安全的食品干预方式缓解或阻断慢性病的发生与发展，挖掘和研究传统食物的健康功效，已引起国内外的广泛关注。大麦作为世界四大谷物之一，富含膳食纤维、多酚、γ-氨基丁酸等生物活性成分，是具有调控人体糖脂代谢功能的健康谷物。尤其是经乳酸菌发酵大麦的组成分发生了一系列变化，其发酵产物调节脂代谢的功效及其作用机制都亟待深入研究。 本论文以大麦为原料，制备植物乳杆菌发酵大麦提取物（LFBE），采用3T3-L1前体脂肪细胞模型、营养型肥胖大鼠模型和人群实验，并选择β-葡聚糖为阳性对照，研究LFBE对脂质代谢的干预作用及可能的机制。主要研究内容及结果如下： 1. 以 3T3-L1 前体脂肪细胞为实验模型，研究 LFBE 对脂肪细胞分化的影响。结果表明：LFBE能降低脂滴积累和 TG生成，并可阻滞 3T3-L1前体脂肪细胞的形态向脂肪细胞转化。LFBE 主要通过影响 PPAR-γ 和 FAS 蛋白的表达抑制3T3-L1前体脂肪细胞的分化，同时在转录水平抑制C/EBP-α、FAS、PPAR-γ和adiponectin的表达，其抑制作用优于β-葡聚糖。此外，LFBE还抑制了诱导剂激活的ACC表达，说明LFBE抑制3T3-L1前体脂肪细胞的分化可能还与其干预脂肪酸合成和氧化有关。 2. 以营养型肥胖大鼠为实验模型，研究LFBE对脂质代谢的调节作用。结果表明：LFBE能改善肥胖大鼠的口服葡萄糖耐量，降低大鼠血清中TG含量及TG/HDL-C比值，其对肥胖大鼠糖脂代谢紊乱的调节作用优于β-葡聚糖。LFBE和β-葡聚糖均能显著降低肥胖大鼠血清中CRP、IL-6、TNF-α和IFN-γ等炎性因子水平，减少肥胖大鼠血清中MDA含量，增强抗氧化酶系的SOD和CAT活性，提高机体抗氧化能力，缓解胰岛素抵抗症状。LFBE可增加肥胖大鼠体内脂联素和瘦素表达水平，缓解高脂饮食导致的脂联素和瘦素水平失衡，但其效果略弱于β-葡聚糖；LFBE和β-葡聚糖均可修复受损的结肠绒毛形态和粘膜屏障，推测LFBE和β-葡聚糖可通过调节肠道菌群和改善结肠粘膜屏障干预糖脂代谢紊乱。 3. 采用16SrRNA高通量测序技术，研究LFBE对肥胖大鼠肠道菌群结构与功能的影响。结果表明：LFBE和β-葡聚糖对肥胖大鼠肠道菌群的多样性均未产生显著影响，但提高了厚壁杆菌门（Firmicutes）与拟杆菌门（Bacteroidetes）比值。LFBE降低大鼠体内炎症缓解肥胖的作用主要依赖于下调普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）中的菌属，如Prevotella_9；而β-葡聚糖则与Prevotellaceae和脱硫弧菌科（Desulfovibrionaceae）中的菌属相关，如Prevotellaceae_UCG-001与Desulfovibrio。基于肠道菌群物种组成的KEGG功能预测，LFBE和β-葡聚糖可能通过调控与心血管疾病功能相关的肠道菌群基因数，发挥其降脂功效。 4. 采用临床自愿者实验，研究LFBE（咀嚼片）对肥胖合并高脂血症相关指标的改善作用。通过糖脂代谢水平和胰岛素水平测定、人体成分分析及多层CT测定内脏脂肪面积等多项指标，研究和分析发酵大麦提取物对肥胖合并高脂血症自愿者的干预效果。结果表明：LFBE能使自愿者的体重下降，血清TG与TC水平及体脂率与内脏脂肪面积降低，胰岛素分泌增加，机体基础代谢率及血清HDL-C趋于增加。 5.采用16SrRNA高通量测序和KEGG功能预测技术，分析 LFBE对肥胖合并高脂血症自愿者肠道菌群结构与功能的影响。结果表明： （1）LFBE和β-葡聚糖均能显著改变自愿者肠道菌群的多样性和整体结构，但 两 者 对 肠 道 菌 群 结 构 的 影 响 不 同。在 门 水 平，LFBE下 调Firmicutes/Bacteroidetes （ F/B ）比 例，选 择 性 抑 制 产 内 毒 素 菌（Proteobacteria），而β-葡聚糖选择性富集放线菌门（Actinobacteria）。在科水平，LFBE显著下调巴斯德氏菌科（Pasteurellaceae）的丰度和上调韦荣氏菌科（Veillonellaceae）的丰度，而β-葡聚糖则显著降低拟杆菌科（Bacteroidaceae）和理研菌科（Rikenellaceae）的丰度。同时，在属水平，LFBE能降低促炎致病菌嗜血杆菌属（ Haemophilus ）的丰度，而β-葡聚糖则可降低有害菌另枝菌属（ Alistipes ）的丰度和增加有益菌如小杆菌属（ Dialister ）与双歧杆菌属（Bifidobacterium）的丰度。LFBE和β-葡聚糖影响自愿者肠道菌群的相同之处主要体现在种水平，即LFBE与β-葡聚糖均能增加有益菌长双歧杆菌亚长双歧杆菌（Bifidobacterium_longum_subsp_longum）的丰度。结果说明LFBE和β-葡聚糖均能通过选择性富集或抑制肠道相关菌群，改善脂代谢紊乱。 （2）基于肠道菌群物种组成的KEGG功能预测，LFBE与β-葡聚糖的作用路径均主要聚焦于脂代谢通路。诸如类固醇生物合成、脂肪酸生物合成、次级胆汁酸合成等。此外，β-葡聚糖还对脂多糖生物合成通路具有显著抑制作用。 （3）对自愿者临床指标与肠道菌群之间的相关性进行分析。结果显示，自愿者体脂率和内脏脂肪面积与产内毒素相关菌群（如Desulfovibrio和Sutterella）呈显著正相关；基础代谢率与致病菌Haemophilus呈负相关；空腹血糖与碳水化合物代谢菌Dialister呈正相关。分析结果说明LFBE和β-葡聚糖可调节肥胖合并高脂血症自愿者的肠道菌群结构，进而改善自愿者的脂代谢异常。 综上，LFBE可增强机体的抗氧化能力，缓解肥胖引起的炎症，调节肠道菌群结构和多样性，干预脂质的合成代谢，从而改善自愿者的脂代谢异常及其临床指标。
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